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        磁共振多b值彌散加權(quán)成像評價直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的價值

        2016-06-27 06:34:16李健明劉云霞張孟超曲陽春
        磁共振成像 2016年2期
        關(guān)鍵詞:磁共振成像淋巴結(jié)

        李健明,劉云霞,張孟超,曲陽春

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        磁共振多b值彌散加權(quán)成像評價直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的價值

        李健明,劉云霞*,張孟超,曲陽春

        [摘要]目的 探究磁共振多b值彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI)在直腸癌淋巴結(jié)診斷方面的臨床意義。材料與方法 回顧性分析吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院80例經(jīng)腸鏡及術(shù)后病理證實為直腸癌患者的DWI圖像;DWI多b值掃描,b=0、20、30、50、600、800、1000 s/mm2;通過工作站分析軟件后處理,基于多b值生成表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient, ADC)圖。將淋巴結(jié)病理結(jié)果作為金標(biāo)準,將患者分為A、B兩組(轉(zhuǎn)移/非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組),回顧性分析不同b值下淋巴結(jié)檢出率;測量大小不同淋巴結(jié),多b值A(chǔ)DC圖的淋巴結(jié)檢出率;測量A、B兩組淋巴結(jié)多b值A(chǔ)DC值,測量轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)鑒別診斷敏感性、特異性。結(jié)果 (1)隨b值增加(0~1000 s/mm2),淋巴結(jié)檢出率遞減;DWI圖像淋巴結(jié)信噪比遞增。(2)直徑8 mm以上淋巴結(jié),多b值DWI圖像檢出率一致,無明顯統(tǒng)計學(xué)差異。(3)高場強多b值彌散加權(quán)成像,A組與B組淋巴結(jié)ADC有統(tǒng)計學(xué)差異。(4)當(dāng)ADC值為0.98×10–3mm2/s時,診斷轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)敏感度為63.7%、特異度為93.2%。結(jié)論 高場強多b值彌散加權(quán)成像鑒別直腸癌淋巴結(jié)性質(zhì),具有中等敏感性、高度特異性。

        [關(guān)鍵詞]直腸腫瘤;淋巴結(jié);磁共振成像;彌散加權(quán)成像

        作者單位:吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院放射線科,長春 130033

        接受日期:2015-12-23

        李健明, 劉云霞, 張孟超, 等. 磁共振多b值彌散加權(quán)成像評價直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的價值. 磁共振成像, 2016, 7(2): 96–101.

        *Correspondence to: Liu YX, E-mail: 854732649@qq.com

        Received 11 Aug 2015, Accepted 23 Dec 2015

        ACKNOWLEDGMENTS This work was part of scientific research project of Health and Family Planning Commission of Jilin Province(No. 2011I109).

        近些年直腸癌發(fā)生率及病死率逐年升高,與各類腫瘤疾病相比穩(wěn)居于高峰。外科手術(shù)切除病灶是直腸癌主要的治療方式,目前術(shù)后 5 年生存率不高,主要是由于較高淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率,嚴重影響直腸癌患者術(shù)后的生存率。

        在淋巴結(jié)性質(zhì)、位置及比鄰關(guān)系上,磁共振較其他影像技術(shù)具有較高優(yōu)勢。近年磁共振成像迅速發(fā)展,各類序列不斷進步,尤其彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI)和表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient, ADC)逐步呈現(xiàn)出嶄新面貌,同時提供形態(tài)學(xué)及功能學(xué)診斷。磁共振彌散加權(quán)成像是一種快速發(fā)展的磁共振功能成像,用于評估組織生理學(xué)特點;ADC值是彌散加權(quán)成像的定量分析方法,可以反映病變的組織學(xué)特點,鑒別病變的良、惡性程度[1]。研究臟器腫瘤及轉(zhuǎn)移灶病理生理學(xué)方面,其方法及測定值得深入探討。本研究以多b值彌散加權(quán)成像為基礎(chǔ),探究轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的檢出率,對臨床直腸癌預(yù)后具有顯著意義。

        1 材料與方法

        1.1研究對象

        本研究選取吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院2013年2月至2015年2月期間經(jīng)MRI及DWI檢查的患者,納入標(biāo)準:(1)臨床高度懷疑并術(shù)后病理證實的直腸癌患者;(2)內(nèi)鏡組織學(xué)檢查證實為直腸癌,需明確病灶組織間關(guān)系;(3)術(shù)后病理學(xué)證實并無放、化療的直腸癌患者。排除標(biāo)準:(1)手術(shù)及MRI檢查時間間隔超過3周者;(2)DWI及ADC圖淋巴結(jié)顯示不清;(3)DWI圖像偽影較重;(4)具有嚴重全身系統(tǒng)性疾病及MR檢查禁忌。經(jīng)醫(yī)院倫理委員會同意,被檢者均簽署知情同意書,回顧性分析80例直腸癌患者的彌散加權(quán)成像。

        1.2檢查方法

        檢查前一天少進食,檢查前12 h患者均空腹?fàn)顟B(tài),必要時進行腸道清理;掃描前患者左側(cè)臥位經(jīng)肛門注入少量空氣(約400 ml)。采用PHILIPS 3.0 T磁共振;所有直腸癌患者均進行常規(guī)MRI及 DWI多b值成像掃描,掃描序列范圍從腰5椎體下緣至肛緣。(1)常規(guī)MRI掃描序列包括:冠/矢/軸狀位T2 WI、橫斷面T1 WI、脂肪抑制T2 WI;(2)DWI功能成像,b=0、20、30、50、600、800、1000 s/mm2。掃描層厚/層間距均為3 mm/0 mm;T1WI/T2WI/脂肪抑制T2WI矩陣=280×280,冠狀位T2WI矩陣=300×351;DWI序列;體素大小= 3 mm,NSA=2。

        1.3圖像分析及數(shù)據(jù)測量

        術(shù)中定位并詳細測量目標(biāo)淋巴結(jié)的具體位置及比鄰關(guān)系,術(shù)后測量目標(biāo)淋巴結(jié)并送往病理學(xué)檢查。目標(biāo)淋巴結(jié)ADC值測量,主觀標(biāo)準:目標(biāo)淋巴結(jié)形態(tài):淋巴結(jié)呈類圓形;邊界模糊;不均勻低信號。客觀標(biāo)準:目標(biāo)淋巴結(jié)ADC值:基于磁共振 T2WI平掃明確目標(biāo)淋巴結(jié),結(jié)合DWI圖像對其進行ADC值測量,取感興趣區(qū)域(region of interest, ROI)面積為5~10 mm2,ROI范圍盡量覆蓋淋巴結(jié),避開邊緣組織。DWI圖像信噪比(signalto-noise ratio, SNR)測定:SNR淋巴結(jié)=S 淋巴結(jié)/SD 噪聲(S 淋巴結(jié)為所測淋巴結(jié)的信號強度,SD噪聲為相應(yīng)層面背景噪聲信號強度的標(biāo)準差),計算不同 b 值下的 SNR。

        1.4統(tǒng)計學(xué)分析

        利用SPSS 18.0統(tǒng)計學(xué)軟件,以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。所得數(shù)據(jù)結(jié)果與診斷醫(yī)師診斷一致性采取Kappa檢驗。測量不同b值下淋巴結(jié)檢出率;測量相應(yīng)不同b值下大小淋巴結(jié)區(qū)別;將淋巴結(jié)病理結(jié)果作為金標(biāo)準,將患者分為A、B兩組(即轉(zhuǎn)移、非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組),測量直腸癌A組轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)、B組非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)ADC值;對數(shù)據(jù)結(jié)果行獨立樣本t檢驗,判斷二者間有無統(tǒng)計學(xué)意義,根據(jù)數(shù)據(jù)繪制非參數(shù)法感受性曲線(receiver operating characteristic curve, ROC),判斷多b值彌散加權(quán)成像對轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)診斷準確性,確定最佳閾值。

        2 結(jié)果

        在0~1000 s/mm2范圍內(nèi),b=0 s/mm2時,淋巴結(jié)顯示數(shù)目最多;b=1000 s/mm2時,圖像淋巴結(jié)信噪比最高。隨b值的增加,淋巴結(jié)檢出率遞減,多個b值DWI圖像比較,淋巴結(jié)SNR遞增(不同b值下SNR兩兩比較P<0.05),有統(tǒng)計學(xué)差異。見圖1、2。

        b值=0 s/mm2時,各個大小的淋巴結(jié)均可以顯示,但圖像良、惡性淋巴結(jié)SNR相對減低;b值= 1000 s/mm2時,直徑<8 mm以下的淋巴結(jié)部分未見顯示,直徑>8 mm以上的淋巴結(jié)均可以清楚顯示,圖像良、惡性淋巴結(jié)SNR最高,經(jīng)病理活檢證實,惡性淋巴結(jié)DWI圖像呈明顯高信號。在0~1000 s/mm2范圍內(nèi),隨b值的增加,小淋巴結(jié)(直徑<8 mm)逐漸顯示不清,大淋巴結(jié)(直徑>8 mm)多個b值DWI圖像均可顯示,淋巴結(jié)檢出率無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。見表1。

        T2WI平掃確定淋巴結(jié)并經(jīng)術(shù)后病理證實,應(yīng)用多b值DWI圖像,計算平均ADC值結(jié)果:非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)是(1.06±0.72)×10–3mm2/s,轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)是(0.74±0.19)×10–3mm2/s,二者差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖3、4。

        根據(jù)數(shù)據(jù)繪制ROC曲線所測得的ADC值為0.98 × 10–3mm2/s時,是淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否的最佳鑒別點,敏感性是63.7%,特異性是93.2%。

        表1 不同b值下淋巴結(jié)數(shù)目、大小、檢出率、SNR比較Tab. 1 The lymph node number, size, detection rate, SNR comparison under different b values

        3 討論

        淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否用于判斷結(jié)直腸癌臨床分期,對結(jié)直腸癌患者的治療計劃及預(yù)后判斷至關(guān)重要。過去影像學(xué)判斷良、惡性淋巴結(jié)通常以淋巴結(jié)大小、形態(tài)、分布,淋巴結(jié)內(nèi)有無壞死等作為參考,但這些形態(tài)學(xué)改變敏感性和準確性不穩(wěn)定,且缺乏客觀定量指標(biāo),對于腫大的非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)及小淋巴結(jié)的微轉(zhuǎn)移病灶有很大的局限性,而DWI-MRI功能成像的出現(xiàn),實現(xiàn)了客觀定量指標(biāo)。

        當(dāng)淋巴結(jié)發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移,腫瘤細胞侵犯正常組織,惡性病變組織細胞增殖迅速,細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)改變,細胞外間隙縮小,同時由于生物膜結(jié)構(gòu)的阻擋和大分子蛋白的吸附作用限制了水分子的擴散,水分子間運動發(fā)生了變化,DWI能直接反映細胞內(nèi)水分子彌散運動情況,通過水分子運動情況,可靠地判斷出淋巴結(jié)變化;導(dǎo)致DWI影像上高信號,ADC值降低。ADC值及淋巴結(jié)大小在診斷方面的臨床應(yīng)用及價值,在國內(nèi)外廣泛討論。Seung Ho Kim認為ADC值及淋巴結(jié)大小都能鑒別診斷轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)和非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié),并認為ADC值定量價值與淋巴結(jié)大小診斷價值相當(dāng)[2];多數(shù)學(xué)者研究證實ADC值定量對小淋巴結(jié)定性診斷明顯優(yōu)于大小及形態(tài)學(xué)診斷。多數(shù)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)DWI掃描序列用于判斷淋巴結(jié)性質(zhì)具有重要意義[2-6]。筆者的研究結(jié)果與多數(shù)學(xué)者大相近庭。

        b值是DWI最重要的參數(shù),反映擴散梯度場強度和強度持續(xù)時間,b值越大,DWI的擴散權(quán)重越強,毛細血管內(nèi)血流的灌注對ADC值的影響越小,對良、惡性病變的差別越敏感,但同時空間分辨率降低、信噪比下降,圖像磁敏感偽影越多。小b值容易受微灌注影響,圖像偏重于T2WI,良、惡性病變內(nèi)水分子擴散受限差異減少,診斷特異性減弱,但小b值更易于淋巴結(jié)的顯示[7-10]。本研究的結(jié)果與上述結(jié)論相符合,隨著b值的遞增,淋巴結(jié)的顯示數(shù)目逐漸減少,不利于直徑<8 mm的淋巴結(jié)顯示。但是b=800、1000 s/mm2時,直徑>8 mm的淋巴結(jié)可以清楚顯示,良惡性淋巴結(jié)在DWI均清楚顯示為高信號,隨b值增大,良性淋巴結(jié)信號減低明顯,惡性淋巴結(jié)信號衰減不明顯,更有利于惡性淋巴結(jié)的顯示。

        學(xué)者提出多b值DWI成像技術(shù)可提高診斷準確性,通過影響水分子擴散運動及微循環(huán)灌注,取值高低、變化對ADC值有直接影響,因此b值取值點越多,ADC值更加準確[7]。國內(nèi)外已有研究證實表觀彌散系數(shù)能無創(chuàng)性鑒別淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[1-3, 7-8, 11-12]。經(jīng)臨床實踐、研究及文獻調(diào)查,小b值圖像的維灌注效應(yīng)和大b值圖像變形、模糊的缺點[13],難以使ADC圖像顯示清楚、準確,DWI多b值后處理所得的融合圖像,使得圖像信噪比更高,更加真實,進一步增加了ADC值的真實性[14-15]和準確性[16],降低測量誤差。過去彌散加權(quán)成像發(fā)生、發(fā)展以來,常以小b值或大b值單獨進行研究,面對的問題是無法同時避免小b值和大b值弊端,本研究采取多b值成像這個嶄新的嘗試,用于直腸癌淋巴結(jié)良、惡性鑒別。

        許多研究提出DWI-MRI鑒別良、惡性淋巴結(jié),ADC閾值也不相同。Tamer F研究是1.15× 10–3mm2/s時(敏感性96%, 特異性88%)[4],Yamaguchi K認為閾值是0.852×10–3mm2/s時 (敏感性85%, 特異性81%)[5],Vag T提出閾值是1.01× 10–3mm2/s時(敏感性69.7%,特異性78.57%)[6],由此可見,目前對于淋巴結(jié)良惡性的鑒別診斷,ADC閾值尚無統(tǒng)一標(biāo)準。較常規(guī)DWI成像方法[4-6],多b值DWI成像判斷腫瘤性質(zhì)具有較高特異性,并且利用多b值后處理生成的ADC圖,其穩(wěn)定性較好。本次研究應(yīng)用多b值方法鑒別直腸癌淋巴結(jié)良、惡性,計算得出非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)平均ADC值為(1.06±0.72)×10–3mm2/s,轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)為(0.74±0.19)×10–3mm2/s,差異存在統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。通過ROC曲線計算得出最佳閾值,結(jié)果證實ADC閾值取1.21×10–3mm2/s時,是判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否的最佳鑒別點,其敏感性為63.7%、特異性為93.2%。鑒別診斷淋巴結(jié)性質(zhì)的生理、病理基礎(chǔ)是:惡性淋巴結(jié)內(nèi)含有腫瘤細胞種植,腫瘤細胞快速增殖,細胞密集,核漿比值增加,細胞外容積減少,組織間隙縮窄,水分子彌散運動及幅度減慢,DWI呈異常稍高或高信號。采用ADC值鑒別轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié),在國外引起高度重視[11],目前為止,DWI序列已經(jīng)廣泛應(yīng)用于淋巴結(jié)性質(zhì)鑒別診斷中,特別是頸部淋巴結(jié)的研究中[17-20],多數(shù)學(xué)者證實ADC值測定在轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)中具有重要意義。而筆者此次研究得出,高場強多b值診斷轉(zhuǎn)移、非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的最佳臨界點具有較高的特異性和中度敏感性,證明了多b值DWI成像在判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否的臨床意義、前景[12-13, 20]。

        本研究不足之處:樣本量相對較少,研究時間窗尚短,今后有待于擴大樣本研究;在轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)定位方面,術(shù)后病理結(jié)果和MRI定位擬合度欠佳,降低實驗準確性。多種指標(biāo)用于診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,依靠淋巴結(jié)形態(tài)及ADC值作為診斷標(biāo)準,缺乏診斷敏感性、特異性。對直腸癌等腫瘤性病變淋巴結(jié)情況,探討綜合多指標(biāo)診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,勢在必行。提高淋巴結(jié)顯示情況,為臨床手術(shù)術(shù)式選擇及預(yù)后,有著更加廣闊的研究和應(yīng)用空間。

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        Rectal cancer lymph node can be identified by diffusionweighted MRI with multiple b values

        LI Jian-ming, LIU Yun-xia*, ZHANG Meng-chao, QU Yang-chun
        Department of Radiology, China-Japan Friendship Hospital Affiliated Jilin University,Changchun 130000, China

        Key wordsRectal neoplasms; Lymph nodes; Magnetic resonance imaging; Diffusion weighted imaging

        AbstractObjective: To prospectively assess the diagnostic performance of diffusion-weighted (DWI) magnetic resonance imaging(MRI) in the detection of rectal cancer metastasis lymph nodes by using multiple b values and T2 weighted Imaging. Materials and Methods: Review of 80 cases of endoscopic and postoperative pathology confirmed DWI images of rectal cancer patients of China-Japan Friendship Hospital Affiliated Jilin University; DWI multi b scan, b values was 0, 20, 30, 50, 600,800, 1000 s/mm2; Through analysis of workstation software, based on b value generated table apparent diffusion coefficient apparent diffusion coefficient (ADC)diagram. According to pathological results, will be divided into group A/B(metastasis lymph nodes and the metastasis lymph node), retrospective measurement and analysis of different b values metastasis lymph node detection rate; Measuring the size of different lymph nodes, multiple b value of ADC figure that lymph node detection rate;Analysis of more than two sets of lymph node b value of ADC value, the measurement of lymph node metastasis of sensitivity, specificity, ROC curve drawing. Results: (1)With the increase of b value (0—1000 s/mm2), lymph node detection rate decline;Ratio that image lymph nodes signal-to-noise of DWI can increasing. (2)More than 8 mm diameter lymph nodes, b value of DWI image detection rate is consistent, be more no significant statistical difference. (3)The high field strength more b value, the difference of group A/B lymph node with ADC values was statistically significant. (4)The best cut-off point for diagnosis the nature of lymph node, ADC values is0.98×10–3mm2/s has a moderate sensitivity, high specificity. Conclusion: Identification the nature of lymph node, high field strength b value of DWI imaging can be more effective with high specificity and medium sensitivity.

        基金項目:吉林省衛(wèi)生和計劃生育委員會科研項目(編號:2011I109)

        通訊作者:劉云霞,E-mail:854732649@qq.com

        收稿日期:2015-08-11

        中圖分類號:R445.2;R735.37

        文獻標(biāo)識碼:A

        DOI:10.12015/issn.1674-8034.2016.02.003

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